(Phys.org) — Vanligtvis, när vi tänker på en enhet som har defekter, det betyder att det är dags att kasta ut det. Dock, för flera typer av material, ofullkomligheter är det som faktiskt får dem att fungera i första hand. Att hitta sätt att kontrollera defekter i ett material utan att oåterkalleligt skada det kan ge ny information i jakten på en rad förbättrade enheter.

Synkrotronröntgenstrålar används ofta för att avbilda ett brett utbud av olika material, men de kan också orsaka kemiska förändringar. I en ny studie, forskare vid det amerikanska energidepartementets Argonne National Laboratory tittade på hur ett materials elektriska motstånd förändras när det bestrålas med dessa högenergiröntgenstrålar.

I experimentet, forskarna tittade på titandioxid, ett material känt för att uppvisa flera resistiva tillstånd inducerade av defektrörelse. Detta beteende, känd som resistiv omkoppling, kan erbjuda forskare en mekanism som kan hålla nyckeln till potentiella nya datorminnen och till och med artificiella neuroner, enligt Argonne materialforskare Seungbum Hong, som ledde studien tillsammans med Argonne-fysikern Jung Ho Kim.

"Det är inte lätt att göra en enhet i nanoskala som växlar tillförlitligt mellan resistiva tillstånd, " sa Hong. "För att designa tillförlitliga resistiva kopplingsmaterial, du måste förstå och kontrollera defekten på nanoskala."

När titandioxidcellen exponerades för röntgenstrålning som genererades av Argonnes Advanced Photon Source, forskarna fann förekomsten av en solcellsliknande effekt, som ändrar motståndet i storleksordningar, beroende på intensiteten av de mötande röntgenstrålarna. Denna effekt, kombinerat med en röntgenstrålningsinducerad fasövergång, utlöser en icke-flyktig reversibel resistansförändring – dvs. förändringen i motståndet kan observeras även efter att röntgenstrålningen stängts av.

"Det här resultatet var något oväntat, genom att folk hade vetat att röntgenstrålar kunde skada dessa material, men de hade inte letat efter den här typen av reversibel förändring, " sa Kim.